Чистая продукция планктона (сообщества) (ЧПС) – это разница между валовым фотосинтезом и дыханием всего сообщества, включая автотрофные (фитопланктон) и гетеротрофные (зоопланктон, бактерии) организмы (Алимов, 1989). Её оценка позволяет оценить потенциал биологической продуктивности вод океана, а также охарактеризовать потоки углерода в системе океан-атмосфера. Понимание связи между ЧПС и физическими и биологическими параметрами очень важно для разработки алгоритмов её восстановления (Serret et al., 2009), в том числе и с использованием спутниковых данных, позволяющих исследовать пространственно-временную изменчивость ЧПС на региональных и глобальных масштабах.
В работе рассмотрена связь между ЧПС и такими параметрами, как концентрация хлорофилла «а», содержание взвешенного органического углерода (ВОУ) в морской воде, чистая первичная продукция фитопланктона (ЧПП), фотосинтетически активная радиация (ФАР), температура поверхностности океана (ТПО), солёность и глубина перемешанного слоя (ГПС) в семи биогеографических провинциях Атлантического океана (Longhurst, 2007) в 1998-2017 гг. Для этого использованы in vitro данные ЧПС и ЧПП, предоставленные Плимутской морской лабораторией, и данные дистанционного зондирования остальных физических и биологических параметров среды из баз данных Climate Change Initiative Ocean Colour, NASA’s OceanColor Web и Copernicus Marine Environment Monitoring Service.
Результаты исследования показали, что ЧПС максимально коррелирует с ЧПП (r = 0,5, p-уровень < 0,01) и ВОУ (r = 0,4, p-уровень < 0,05), в то время, как она слабо связана с хлорофиллом «а» (r = 0,3) и имеет слабую обратную связь с ТПО (r = -0,3). Между ЧПС и другими рассмотренными параметрами (ФАР, солёность и ГПС) какой-либо значимой связи не выявлено.
Анализ изменчивости ЧПС и перечисленных параметров на меридиональных разрезах показал высокие значения ЧПС в высоких широтах и у экватора, низкие – в субтропических круговоротах, для которых характерны олиготрофные воды. Такая же тенденция характеризует и пространственную изменчивость хлорофилла «а».
Связь пространственной изменчивости ЧПС с ЧПП и ВОУ может быть как прямой, так и обратной в зависимости от района. Например, в высоких широтах северной Атлантики наблюдалась обратная связь ЧПС с ЧПП, а в низких – прямая. В южных высоких широтах наблюдается прямая связь ЧПС и ВОУ, а в северных высоких и умеренных – преобладала обратная. ФАР и ТПО коррелируют с ЧПС и ЧПП только в высоких широтах, где фитопланктон более чувствителен к изменению освещённости и температуры. Меридиональная изменчивость солёности и ГПС плохо связана с изменчивостью ЧПС и ЧПП.
Таким образом, в результате исследования показана значимая связь ЧПС с ЧПП и ВОУ, выявлена слабая связь ЧПС с ТПО и хлорофиллом «а». Описана меридиональная изменчивость ЧПС, показывающая олиготрофность субтропических круговоротов и преобладающую гетеротрофность вод экватора и высоких широт.
Работа выполнена в рамках реализации гранта СПбГУ №75295537 «Атлантические ворота в Арктику: океаническая циркуляция как фактор долгосрочной изменчивости климата Арктики и состояния полярных экосистем».